自定义编译器及可视化平台

一个类似简单 C 语言的完整编译器，从词法分析、TAC 中间表示到多目标汇编生成，并提供 Web 可视化界面。

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项目功能

完整编译流水线

• 词法分析：识别关键字、标识符、字面量、运算符
• 语法分析：递归下降解析，生成抽象语法树（AST）
• 语义分析：符号表管理、作用域控制、类型检查
• 代码优化：常量折叠（Constant Folding）
• TAC 中间表示：将 AST 降低为目标无关的三地址码
• 代码生成：支持 Intel 语法 x86-64 汇编、RISC-V 64 汇编和 AArch64/ARM64 汇编

Web 可视化平台

• 代码编辑器：CodeMirror 集成，支持语法高亮
• 阶段可视化：Tokens、AST、符号表、汇编代码分阶段展示
• 错误提示：实时显示语法和语义错误及行号

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项目结构

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├── compiler/              # 编译器核心模块
│   ├── core.py           # 核心数据结构（Token, ASTNode）+ 异常类
│   ├── lexer.py          # 词法分析器（正则表达式）
│   ├── parser.py         # 语法分析器（递归下降）
│   ├── semantic.py       # 语义分析器（符号表、类型检查）
│   ├── optimizer.py      # 代码优化器（常量折叠）
│   ├── codegen.py        # 旧版 AST 到 x86 汇编代码生成器
│   ├── tac.py            # TAC 生成器与多目标汇编后端
│   ├── compiler.py       # Compiler 主控类，串联流水线
│   └── __init__.py       # 模块入口
├── web/                   # Web 可视化平台
│   ├── app.py            # Flask 服务器路由与 API
│   ├── static/
│   │   ├── css/style.css # 样式表
│   │   └── js/main.js    # 前端交互逻辑
│   └── templates/
│       └── index.html    # Web 界面结构
├── examples/              # 示例源代码文件
│   ├── 00_test.c         # 基础变量和运算
│   ├── 01_math.c         # 基础数学运算
│   ├── 02_loop.c         # 循环结构示例
│   ├── 03_func.c         # 函数调用
│   ├── 04_fibonacci.c    # 递归斐波那契
│   ├── 05_primes.c       # 寻找素数
│   ├── 06_array.c        # 数组操作
│   ├── 07_pointer.c      # 指针基础
│   ├── 08_complex_ptr.c  # 复杂指针操作
│   └── 09_complex_sort.c # 综合排序算法
├── main.py                # 统一入口（CLI + Web）
├── requirements.txt       # Python 依赖
├── test_full.py           # 基础功能测试
├── test_all_examples.py   # 示例文件测试
├── test_performance.py    # 性能基准测试
├── test_final_report.py   # 综合报告生成器
└── README.md              # 本说明文档

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支持的语法

类别	特性	示例
数据类型	int, float, char, string, bool, void	int x = 10;
变量声明	基本声明、多变量、数组、指针	int a = 1, b = 2;
控制流	if-else, while, for, break, continue	if (x > 0) return x;
函数	定义、调用、递归	int add(int a, int b) { return a + b; }
表达式	算术、比较、逻辑、位运算	a + b * c && (d > e)
数组	声明、下标访问	int arr[10]; arr[0] = 5;
指针	取地址、解引用	int *ptr = &x; int y = *ptr;

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使用方法

环境准备

pip install -r requirements.txt

方式一：Web 可视化界面

# 启动服务器（默认端口 8888）
python main.py
# 或显式指定
python main.py --web --port 8888

浏览器访问：http://localhost:8888

方式二：命令行编译

# 编译单个文件并输出 x86-64 汇编
python main.py examples/00_test.c

# 编译单个文件并输出 RISC-V 64 汇编
python main.py examples/00_test.c --target riscv64

# 编译单个文件并输出 ARM64 / AArch64 汇编
python main.py examples/00_test.c --target aarch64

运行测试

# 基础测试
python test_full.py

# 测试所有示例
python test_all_examples.py

# 性能测试
python test_performance.py

# 生成综合报告
python test_final_report.py

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测试结果

• ✅ 基础测试: 10/10 通过
• ✅ 示例文件: 10/10 通过
• ✅ 平均编译时间: < 10ms